DE60028012T2 - KALMAN DECORATION IN MULTIPLE PERSONS - Google Patents

Abstract

A computer-implemented approach for reducing distortion in digital communications systems generally involves obtaining an optimal estimation of the original data using a Kalman filter with an increased length state to remove substantially all ISI in the time domain. The use of an increased length state in the Kalman filter provides a more accurate estimate of the transmitted data with relatively little additional computational cost. Subsequent equalization may also be performed in the frequency domain to correct any residual amplitude and phase distortion.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGENRELATIVE REGISTRATIONS

Diese Anmeldung betrifft die vorläufige US-Anmeldung Nr. 60/123,348 mit dem Titel "KALMAN FILTER BASED EQUALIZATION FOR HIGH SPEED DIGITAL COMMUNICATION CHANNELS", eingereicht am 8. März 1999, von SHANE MICHAEL TONISSEN, EFSTRATIOS SKAFIDAS UND ANDREW LOGOTHETIS.These The application concerns the provisional one U.S. Application No. 60 / 123,348 entitled "KALMAN FILTER BASED EQUALIZATION FOR HIGH SPEED DIGITAL COMMUNICATION CHANNELS ", filed March 8, 1999, by SHANE MICHAEL TONISSEN, EFSTRATIOS SKAFIDAS AND ANDREW LOGOTHETIS.

GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION

Die Erfindung betrifft digitale Kommunikationssysteme, und insbesondere einen Lösungsansatz zum Entfernen einer Verzerrung in digitalen Mehrträger-Kommunikationssystemen wie beispielsweise DMT-(Discrete Multi Tone)- und OFDM-(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-Systemen.The This invention relates to digital communication systems, and more particularly a solution for removing distortion in multi-carrier digital communication systems such as DMT (Discrete Multi Tone) and OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) systems.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

Eines der Hauptanliegen bei digitalen Kommunikationssystemen besteht darin, eine durch einen Kommunikationskanal eingebrachte Verzerrung zu minimieren, die manchmal als "Kanaleffekte" bezeichnet wird. 1 ist ein Blockdiagramm 100 eines herkömmlichen digitalen Kommunikationssystems. Daten werden über einen Kommunikationskanal ("Kanal") 106 von einem Sender 102 zu einem Empfänger 104 gesendet. Der Kanal 106 kann ein beliebiger Typ von Kommunikationsmedium zum Übertragen von Daten zwischen einem Sender 102 und einem Empfänger 104 sein. Beispielsweise kann es sich beim Kanal 106 um Netzwerkverbindungen und/oder Drähte und/oder faseroptische Verbindungen und/oder eine drahtlose digitale Kommunikationsverbindung handeln.One of the main concerns in digital communication systems is to minimize distortion introduced by a communication channel, sometimes referred to as "channel effects." 1 is a block diagram 100 a conventional digital communication system. Data is transmitted over a communication channel ("channel") 106 from a transmitter 102 to a receiver 104 Posted. The channel 106 Any type of communication medium may be used to transfer data between a sender 102 and a receiver 104 be. For example, it may be the channel 106 to act network connections and / or wires and / or fiber optic connections and / or a wireless digital communication connection.

Idealerweise werden Daten zwischen dem Sender 102 und dem Empfänger 104 über den Kanal 106 ohne Verzerrung übertragen. Das heißt, die vom Empfänger 104 aus dem Kanal 106 wiedergewonnenen Daten sind identisch zu den Daten, die durch den Sender 106 im Kanal platziert wurden. Jedoch bringt in der Praxis der Kanal 106 eine Verzerrung ein, welche Daten, die über den Kanal 106 übertragen werden, verfälschen kann. Die durch den Kanal 106 eingebrachte Verzerrung kann bewirken, dass aufeinanderfolgend gesendete Symbole sich gegenseitig stören, was im Übrigen als "Inter-Symbol-Interferenz" (ISI) bekannt ist. Eine ISI kann eine schwerwiegende Verfälschung digitaler Daten verursachen, was zu einer sehr hohen Bitfehlerrate (BER) führt. Das Verfälschen der Daten tritt bei deren Übertragung über den Kommunikationskanal 106 auf. In Mehrträgersystemen muss die ISI entfernt werden, bevor die Umwandlung von Zeitbereichsdaten in Frequenzbereichsdaten, z.B. mittels einer Schnellen Fourier-Transformation (FFT) erfolgt, die bewirkt, dass die ISI über alle Trägerfrequenzbereiche verteilt wird, was eine beträchtliche Verschlechterung des Rauschabstandes hervorruft. Die übliche Lösung für dieses Problem besteht darin, die ISI aus den abgetasteten Daten unter Verwendung einer Zeitbereichsentzerrung (TDEQ) zu entfernen, bevor die abgetasteten Daten von den Zeitbereichsdaten in den Frequenzbereich umgewandelt werden. Dies erlaubt, dass die ursprünglichen Daten aus dem Kommunikationskanal wiedergewonnen werden können.Ideally, data is between the sender 102 and the receiver 104 over the canal 106 transmitted without distortion. That is, the receiver 104 from the channel 106 Recovered data is identical to the data provided by the sender 106 were placed in the channel. However in practice the channel brings 106 a distortion on which data is transmitted over the channel 106 can be transferred, distorted. The through the channel 106 introduced distortion may cause successive transmitted symbols to interfere with each other, otherwise known as "inter-symbol interference" (ISI). An ISI can cause serious corruption of digital data, resulting in a very high bit error rate (BER). Corruption of the data occurs during their transmission over the communication channel 106 on. In multicarrier systems, the ISI must be removed before the conversion of time domain data into frequency domain data, eg by means of a Fast Fourier Transform (FFT), which causes the ISI to be spread over all carrier frequency ranges, causing a significant degradation in signal to noise ratio. The common solution to this problem is to remove the ISI from the sampled data using time domain equalization (TDEQ) before the sampled data is converted from the time domain data to the frequency domain. This allows the original data to be retrieved from the communication channel.

2 ist ein Blockdiagramm 200, das eine beispielhafte Realisierung eines Senders 102 und eines Empfängers 104 von 1 dargestellt. Der Sender 102 beinhaltet typischerweise einen Codierer 202, einen Digital-Analog-Wandler 204, ein Sendefilter 206 und einen Leitungstreiber 207. Der Codierer 202 codiert die ursprünglichen digitalen Daten, um codierte digitale Daten zu erzeugen. Die codierten digitalen Daten werden durch einen Digital-Analog-Wandler 204 in analoge codierte Daten umgewandelt. Ein Sendefilter 206 entfernt unerwünschte Komponenten der ursprünglichen Daten aus den codierten analogen Daten, um gefilterte Daten zu erzeugen. Der Leitungstreiber 207 verstärkt das Signal, um das Signal über den Kanal 106 zu übertragen. Die gefilterten Daten werden über den Kanal 106 an den Empfänger 104 überfragen. 2 is a block diagram 200 that is an exemplary realization of a transmitter 102 and a recipient 104 from 1 shown. The transmitter 102 typically includes an encoder 202 , a digital-to-analog converter 204 , a broadcast filter 206 and a line driver 207 , The encoder 202 encodes the original digital data to produce encoded digital data. The encoded digital data is passed through a digital-to-analog converter 204 converted into analog coded data. A transmission filter 206 removes unwanted components of the original data from the encoded analog data to produce filtered data. The line driver 207 amplifies the signal to the signal over the channel 106 transferred to. The filtered data will be sent over the channel 106 to the recipient 104 about asking.

Der Empfänger 104 beinhaltet einen Differenzverstärker 208, einen oder mehrere Empfangsfilter 209, einen Analog-Digital-Wandler 210 und einen Entzerrer 212. Nachdem die Daten durch den Empfänger 104 vom Kanal 106 empfangen wurden, entfernt das Empfangsfilter 209 unerwünschte Komponenten aus den codierten analogen Daten, die vom Sender 102 über den Kanal 106 empfangen wurden. Der Analog-Digital-Wandler 210 wandelt die vom Sender 102 empfangenen codierten analogen Daten in codierte digitale Daten um. Der Entzerrer 112 verarbeitet die codierten digitalen Daten, um die ISI zu entfernen. Die codierten digitalen Daten werden durch Umwandeln der Daten in den Frequenzbereich mittels einer Schnellen Fourier-Transformation umgewandelt, um die modulierten Töne wiederzugewinnen. Eine Frequenzbereichs-Restentzerrung wird im Frequenzbereich durchgeführt, bevor die Daten zu einem Decodierer 214 übertragen werden, der die ursprünglichen digitalen Daten wiedergewinnt. Der Decodierer 214 kann wie dargestellt vom Empfänger 104 separat sein, oder kann in den Empfänger 104 eingebaut sein.The recipient 104 includes a differential amplifier 208 , one or more receive filters 209 , an analog-to-digital converter 210 and an equalizer 212 , After the data through the receiver 104 from the canal 106 received, removes the receive filter 209 unwanted components from the encoded analog data sent by the sender 102 over the canal 106 were received. The analog-to-digital converter 210 converts from the transmitter 102 received coded analog data in coded digital data. The equalizer 112 processes the encoded digital data to remove the ISI. The coded digital data is converted by converting the data into the frequency domain by a Fast Fourier Transform to recover the modulated tones. Frequency band residual equalization is performed in the frequency domain before the data goes to a decoder 214 which recovers the original digital data. The decoder 214 can as shown by Emp catcher 104 be separate, or may be in the receiver 104 be installed.

Die meisten herkömmlichen Lösungsansätze zum Entfernen der ISI wiesen signifikante Einschränkungen auf, die zu einer beeinträchtigten Leistung führen. Viele der Einschränkungen bei herkömmlichen Lösungsansätzen sind der Beschaffenheit der ISI und der Beschaffenheit weiterer externer Rauschquellen zuzuschreiben. Herkömmliche Lösungsansätze behandeln jedes Problem, d.h. das Entfernen der ISI und die Rauschminderung, als unabhängig. Somit kann das Lösen des einen Problems die Auswirkungen des anderen verschärfen. Beispielsweise befassen sich einige TDEQ-Mechanismen nicht mit Rauschquellen wie beispielsweise thermischem Rauschen und Nebensprechen. Außerdem sind die Eigenschaften (Übertragungsfunktion) eines Kommunikationskanals nicht notwendigerweise statisch und können sich über die Zeit ändern. Demzufolge leiden herkömmliche TDEQ-Mechanismen unter einer Reihe von Nachteilen, die im Wesentlichen beinhalten, dass nicht die gesamte kanalinduzierte ISI entfernt wird oder sie Stabilitätsprobleme aufweisen. Beispielsweise können Rückmeldungs-TDEQ-Mechanismen eine verbes serte Leistung bereitstellen, sind jedoch schwierig auf DMT-(Discrete Multi-Tone)-Übertragungssystemanwendungen anzuwenden, was ihre Verwendung einschränkt. Außerdem können Rückmeldungs-TDEQ-Mechanismen unter Fehlerausbreitungsproblemen leiden, wobei das Auftreten eines einzigen Fehlers zu einer vergrößerten Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers in den nachfolgenden Datensymbolen führt. Als weiteres Beispiel wird auch eine Sende-Vorcodierung verwendet, um bekannte Kanaleffekte zu kompensieren. Jedoch erfordert eine Sende-Vorcodierung eine genaue Charakterisierung des Kanals und einen kooperierenden Sender. Außerdem kann eine Sende-Vorcodierung nicht in allen Typen von Sendesystemen implementiert werden. Beispielsweise kann ein Sende-Vorcodieren nicht in den aktuellen ADSL-(Asynchronous Digital Subscriber Line)-Normen ANSI T1.413 und ITU992.2 realisiert werden.The most conventional Possible solutions to Removing the ISI had significant limitations that were compromised Perform power. Many of the restrictions at conventional Solutions are the nature of the ISI and the nature of other external Attributable to noise sources. Traditional approaches address every problem i.e. Removing the ISI and noise reduction, as independent. Consequently can solve it of one problem aggravating the effects of another. For example some TDEQ mechanisms do not deal with noise sources like for example, thermal noise and crosstalk. Besides, they are the properties (transfer function) of a Communication channels are not necessarily static and can talk about the Change time. As a result, conventional ones suffer TDEQ mechanisms suffer from a number of disadvantages, essentially include that does not remove the entire channel-induced ISI Will or Will You Have Stability Problems exhibit. For example, you can Decision feedback mechanisms TDEQ provide improved performance, but are difficult to achieve DMT (Discrete Multi-Tone) transmission system applications which limits their use. In addition, feedback TDEQ mechanisms can be used suffer from error propagation problems, the occurrence of a single error to an increased probability the occurrence of an error in the subsequent data symbols leads. As another example, a transmit precoding is also used to compensate for known channel effects. However, one requires Send precoding an accurate characterization of the channel and a cooperating transmitter. Furthermore A transmit precoding may not work in all types of broadcasting systems be implemented. For example, a transmit precoding not in the current ADSL (Asynchronous Digital Subscriber Line) standards ANSI T1.413 and ITU992.2.

WO 97/40587 offenbart ein Empfängersystem für eine Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation, das eine Hochfrequenzrauschschätz- und -auslöscheinrichtung aufweist.WHERE 97/40587 discloses a receiver system for one High-speed data communication involving a high-frequency noise estimate and -auslöscheinrichtung having.

WO 98/59450 offenbart einen synchronen kohärenten Orthogonal-Frequenzmultiplexer, der SC-OFDM-Sender und -Empfänger verwendet, die im Frequenzbereich arbeiten.WHERE 98/59450 discloses a synchronous coherent orthogonal frequency multiplexer, the SC-OFDM transmitter and receiver used, which work in the frequency range.

Das Dokument "Time-Domain Equalization for Multicarrier Communication" von Van Bladel et al., IEEE Global Telecommunications Conference, Seiten 167–171, XP000773405, offenbart ein Verfahren zum Bestimmen der Impulsantwort eines Zeitbereichs-Entzerrers mit finiter Impulsantwort, welches das Berechnen eines Minimalwertes der Leistung eines Fehlersignals beinhaltet.The Document "Time Domain Equalization for Multicarrier Communication "by Van Bladel et al., IEEE Global Telecommunications Conference, pages 167-171, XP000773405 a method for determining the impulse response of a time domain equalizer with finite impulse response, which calculates a minimum value the power of an error signal includes.

Daher ist, basierend auf der Notwendigkeit, die ISI in digitalen Kommunikationssystemen und die Einschränkungen der Lösungsansätze des Standes der Technik zu verringern, ein Lösungsansatz zum Verringern der ISI in digitalen Kommunikationssystemen und insbesondere in DSL-Kommunikationssyste men, der nicht unter den bei herkömmlichen Lösungsansätzen zum Entfernen der ISI inhärenten Einschränkungen leidet, äußerst erwünscht.Therefore is, based on the need, the ISI in digital communication systems and the restrictions the solution approaches of the Prior art, a solution to reduce the ISI in digital communication systems and in particular in DSL communication systems, not under the conventional ones Solutions to Remove the ISI inherent restrictions suffers, extremely desirable.

INHALT DER ERFINDUNGCONTENT OF INVENTION

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein computerimplementiertes Verfahren zum Verarbeiten von Daten bereitgestellt, die von einem Kommunikationskanal empfangen wurden. Als Erstes werden die Daten vom Kommunikationskanal empfangen, wobei die gesendeten Daten aus Daten bestehen, die auf eine willkürliche gewählte Anzahl von Trägern moduliert sind. Dann wird eine MMSE-Schätzung (MMSE = Minimum Mean Square Estimate = Schätzung mit kleinstem mittleren Quadrat) der Daten bestimmt, wobei die MMSE-Schätzung eine Schätzung der Daten ist, bevor die Übertragung der Daten auf dem Kommunikationskanal erfolgt ist. Und schließlich wird die MMSE-Schätzung als Teil der Zeitbereichsentzerrung verwendet, um die Entzerrung, die durch den Kommunikationskanal in die Daten eingebracht wird, und auch die externen Rauschquellen zu kompensieren.According to one Aspect of the invention is a computer-implemented method for processing data provided by a communication channel were received. First, the data from the communication channel received, wherein the transmitted data consists of data that an arbitrary one elected Number of carriers are modulated. Then an MMSE estimate (MMSE = Minimum Mean Square Estimate = estimate least mean square) of the data, the MMSE estimate being a estimate the data is before the transfer the data on the communication channel is done. And finally will the MMSE estimate used as part of the time domain equalization to equalize the equalization, which is introduced into the data through the communication channel, and also to compensate for the external noise sources.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein computerimplementiertes Verfahren zum Entzerren von Daten bereitgestellt, die von einer digitalen Teilnehmerleitung, einem DMT- oder einem OFDM-basierten Kommunikationssystem empfangen wurden, um eine in den Daten enthaltene Verzerrung zu entfernen, die durch das Übertragen der Daten auf einem Kommunikationskanal, z.B. einer digitalen Teilnehmerleitung, eingebracht wurde. Zuerst werden die Daten von der digitalen Teilnehmerleitung empfangen. Dann wird eine MMSE-Schätzung der Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters bestimmt. Die MMSE-Schätzung wird als Teil der Zeitbereichsentzerrung verwendet, um die in den Daten enthaltene Verzerrung zu kompensieren, die durch ein Übertragen der Daten auf der digitalen Teilnehmerleitung eingebracht wurden.According to one Another aspect of the invention is a computer-implemented method provided for equalizing data from a digital one Subscriber line, a DMT or OFDM based communication system were received to distort the distortion contained in the data remove that by transferring the data on a communication channel, e.g. a digital subscriber line introduced has been. First, the data from the digital subscriber line receive. Then an MMSE estimate of the data is used of a Kalman filter. The MMSE estimate is considered part of the time domain equalization used to compensate for the distortion contained in the data, by transferring the data was placed on the digital subscriber line.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Empfänger zum Entzerren von analogen Daten bereitgestellt, die von einem Kommunikationskanal empfangen wurden, wobei die analogen Daten eine Verzerrung beinhalten, die durch Übertragen der analogen Daten auf dem Kommunikationskanal eingebracht wurden. Der Empfänger weist ein analoges Eingangsglied (einschließlich Filtern), einen Analog-Digital-Wandler und einen Entzerrer auf. Der Analog-Digital-Wandler ist konfiguriert, um die vom Kommunikationskanal empfangenen analogen Daten in digitale Daten umzuwandeln. Der Entzerrer ist konfiguriert, um eine MMSE-Schätzung der vom Kommunikationskanal empfangenen analogen Daten zu bestimmen und die MMSE-Schätzung der analogen Daten als Teil der Zeitbereichsentzerrung zu verwenden, um eine Verzerrung zu kompensieren, die in die analogen Daten durch Übertragen der analogen Daten auf dem Kommunikationskanal eingebracht wird.According to one Another aspect of the invention is a receiver for equalizing analog Provided data received from a communication channel were, with the analog data include a distortion that by transferring the analog data has been introduced on the communication channel. The recipient has an analog input element (including filters), an analog-to-digital converter and an equalizer. The analog-to-digital converter is configured to the analog data received from the communication channel in digital To convert data. The equalizer is configured to provide an MMSE estimate of the determine analog data received from the communication channel and the MMSE estimate of to use analog data as part of the time domain equalization, to compensate for distortion that is transmitted to the analog data the analog data is introduced on the communication channel.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind beispielhaft und nicht einschränkend in den Figuren der anliegenden Zeichnungen dargestellt, wobei in diesen ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und in diesen sind:embodiments of the invention are exemplary and not limiting in the figures of the accompanying drawings, in which similar Elements are designated by like reference numerals, and in these are:

1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen digitalen Kommunikationssystems; 1 a block diagram of a conventional digital communication system;

2 ein Blockdiagramm, das Beispielimplementierungen des Senders und des Empfängers darstellt, die in 1 dargestellt sind; 2 FIG. 4 is a block diagram illustrating example implementations of the transmitter and the receiver disclosed in FIG 1 are shown;

3 ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystemsempfängers, der gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung implementiert ist; 3 a block diagram of a communication system receiver implemented according to an embodiment of the invention;

4 ein Ablaufdiagramm, das einen Lösungsansatz zum Entfernen einer Verzerrung in einem Kommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt; 4 FIG. 5 is a flow chart illustrating a solution for removing distortion in a communication system according to an embodiment of the invention; FIG.

5 ein Ablaufdiagramm, das einen Lösungsansatz darstellt, mit dem eine optimale Schätzung eines einzelnen Eingangsabtastwertes einer Dateneingangssequenz unter Verwendung eines Kalman-Filters mit einem Zustand größerer Länge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bestimmt wird; und 5 5 is a flow chart illustrating a solution approach for determining an optimal estimate of a single input sample of a data input sequence using a Kalman filter with a larger-length state according to one embodiment of the invention; and

6 ein Blockdiagramm eines Computersystems, in das die Ausführungsbeispiele der Erfindung implementiert werden können. 6 a block diagram of a computer system into which the embodiments of the invention can be implemented.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

In der folgenden Beschreibung sind zum Zweck der Erläuterung spezielle Details dargelegt, um für ein grundlegendes Verständnis der Erfindung zu sorgen. Jedoch ist es offensichtlich, dass die Erfindung ohne diese spezifischen Details verwirklicht sein kann. In anderen Fällen sind gut bekannte Strukturen und Vorrichtungen in Blockdiagrammform dargestellt, um ein Auftauchen von unnötigen Unklarheiten bei der Erfindung zu vermeiden.In The following description is for the purpose of explanation set out specific details for a basic understanding of Invention to provide. However, it is obvious that the invention without these specific details can be realized. In other make are well-known structures and devices in block diagram form shown to be an emergence of unnecessary ambiguity in the To avoid invention.

Verschiedene Aspekte und Merkmale der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend detaillierter in den folgenden Abschnitten beschrieben: (1) Funktionsübersicht; (2) Zeitbereichsentzerrung; (3) adaptives Filtern; (4) Frequenzbereichsentzerrung; und (5) Implementierungsmechanismen.Various Aspects and features of the embodiments The invention will be described in more detail below in the following Sections: (1) Function overview; (2) time domain equalization; (3) adaptive filtering; (4) frequency range equalization; and (5) implementation mechanisms.

1. FUNKTIONSÜBERSICHT1. FUNCTIONAL OVERVIEW

Ein computerimplementierter Lösungsansatz zum Verringern einer Verzerrung in digitalen Kommunikationssystemen beinhaltet allgemein ein Entzerren von Kommunikationskanal-Ausgabedaten im Zeitbereich, um eine durch den Kommunikationskanal eingebrachte Verzerrung zum kompensieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine MMSE-Schätzung der ursprünglichen Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters erhalten, um im Wesentlichen jegliche ISI im Zeitbereich zu kompensieren. Die Verwendung eines Kalman-Filters mit einem Zustand größerer Länge sorgt für eine glättende Verzögerung mit relativ geringen zusätzlichen Computerkosten. Eine anschließende Entzerrung kann im Frequenzbereich ebenfalls durchgeführt werden, um eine verbleibende Amplituden- und Phasenverzerrung zu korrigieren.One Computer-implemented solution for reducing distortion in digital communication systems generally involves equalizing communication channel output data in the time domain to one introduced by the communication channel Distortion to compensate. According to one embodiment The invention becomes an MMSE estimate the original one Data obtained using a Kalman filter to substantially compensate for any ISI in the time domain. The use of a Kalman filters with a greater length condition provide a smoothing delay with relatively low additional Computer costs. A subsequent one Equalization can also be performed in the frequency domain, to correct for residual amplitude and phase distortion.

3 ist ein Blockdiagramm, das einen Beispielempfänger 300 darstellt, der vom Kommunikationskanal 106 empfangene analoge codierte Daten verarbeitet, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Empfänger 300 beinhaltet ein Empfangsfilter 302, einen Analog-Digital-Wandler 304, einen Zeitbereichsentzerrer 306, einen Zeitbereichs-/Frequenzbereichs-Wandler 308 und einen Frequenzbereichsentzerrer 310. Die Verwendung dieser Bauelemente zur Verarbeitung digitaler codierter Daten, die vom Kommunikationskanal 106 empfangen wurden, wird nachfolgend mit Bezug auf das Ablaufdiagramm 400 von 4 beschrieben. 3 is a block diagram illustrating an example receiver 300 representing the communication channel 106 received analog coded data processed, according to an embodiment of the invention. The recipient 300 includes a receive filter 302 , an analog-to-digital converter 304 , a time domain equalizer 306 , a time domain / frequency domain converter 308 and a frequency domain equalizer 310 , The use of these devices to process digital coded data from the communication channel 106 will be described below with reference to the flowchart 400 from 4 described.

Nach dem Beginn bei Schritt 402 werden bei Schritt 404 analoge codierte Daten vom Kanal 106 empfangen.After starting at step 402 be at step 404 analog coded data from the channel 106 receive.

Bei Schritt 406 werden die analogen codierten Daten durch das Empfangsfilter 302 gefiltert, um jegliche unerwünschte Komponenten aus den empfangenen analogen codierten Daten zu entfernen.At step 406 The analog coded data is passed through the receive filter 302 filtered to remove any unwanted components from the received analog coded data.

Bei Schritt 408 werden die analogen codierten Daten durch den Analog/Digital-Wandler 304 in digitale codierte Daten umgewandelt.At step 408 The analog encoded data is passed through the analog to digital converter 304 converted to digital coded data.

In Schritt 410 wird durch den Zeitbereichsentzerrer 306 eine Zeitbereichsentzerrung der digitalen codierten Daten durchgeführt, um im Wesentlichen die gesamte ISI zu entfernen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet das Durchführen einer Zeitbereichsentzerrung das Bestimmen eines MMSE (Minimum Mean Square Estimate = Schätzung mit kleinstem mittleren Quadrat) der ursprünglichen Daten unter Verwendung eine Kalman-Filters, um die durch den Kanal 106 eingebrachte ISI zu kompensieren. Jedoch kann, auch wenn Ausführungsbeispiele der Erfindung hier im Kontext einer Bestimmung der MMSE-Schätzung unter Verwendung eines Kalman-Filters offenbart sind, ein beliebiger Mechanismus zu diesem Zweck verwendet werden, und die Erfindung ist nicht auf irgendeinen speziellen Mechanismus eingeschränkt. In allgemeiner Darstellung ist eine MMSE-Schätzung definiert durch: E[(x – x ^)2|y] min x ^wobei:

E

ist der Erwartungswert

x

sind die im Kommunikationskanal übertragenen ursprünglichen Daten

x ^

ist die Ausgabegröße des Entzerrermechanismus

|

ist das bedingte Mittel betreffend y die Ausgabegröße des Kommunikationskanals

In step 410 is determined by the time domain equalizer 306 Time-domain equalization of the digital coded data is performed to remove substantially all of the ISI. According to one embodiment of the invention, performing time-domain equalization involves determining a minimum mean square estimate (MMSE) of the original data using a Kalman filter to pass through the channel 106 to compensate for the introduced ISI. However, although embodiments of the invention are disclosed herein in the context of determining the MMSE estimate using a Kalman filter, any mechanism may be used for this purpose, and the invention is not limited to any particular mechanism. In general terms, an MMSE estimate is defined by: E [(x - x ^) 2 | y] min x ^ in which:

e

is the expected value

x

are the original data transmitted in the communication channel

x ^

is the output of the equalizer mechanism

|

the conditional mean regarding y is the output size of the communication channel

Weitere Details und Beispiele des Kalman-Filters werden nachfolgend detaillierter beschrieben.Further Details and examples of the Kalman filter will be more detailed below described.

In Schritt 412 werden die vom Zeitbereichsentzerrer 306 empfangenen digitalen codierten Daten durch den Zeitbereichs/Frequenzbereichs-Wandler 308 in den Frequenzbereich gewandelt. Der Zeitbereichs/Frequenzbereichs-Wandler 308 kann beliebige Verfahren zum Umwandeln der Daten durchführen, wie beispielsweise eine Schnelle Fourier-Transformation, und die Erfindung ist nicht auf ein spezielles Umwandlungsverfahren eingeschränkt.In step 412 become the time domain equalizer 306 received digital coded data by the time domain / frequency domain converter 308 converted into the frequency domain. The time domain / frequency domain converter 308 can perform any methods of converting the data, such as a Fast Fourier Transform, and the invention is not limited to any particular conversion method.

In Schritt 414 wird eine Frequenzbereichsentzerrung mit den digitalen codierten Daten durch den Frequenzbereichsentzerrer 310 durchgeführt, um jegliche verbleibende Amplituden- und Phasenverzerrung zu korrigieren, wie später noch detaillierter beschrieben wird. Der Prozess ist im Schritt 416 abgeschlossen. Die Daten werden dann typischerweise einem Decoder zugeführt, um die ursprünglichen digitalen Daten wiederzugewinnen.In step 414 is a frequency domain equalization with the digital coded data by the frequency domain equalizer 310 performed to correct any remaining amplitude and phase distortion, as described in more detail below. The process is in step 416 completed. The data is then typically supplied to a decoder to recover the original digital data.

2. ZEITBEREICHSENTZERRUNG2. TIME DIVIDENCE

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Kalman-Filterverfahren mit einem Zustand größerer Länge, d.h. eine Glättungseinrichtung verwendet, um im Wesentlichen die gesamte ISI aus den empfangenen digitalen codierten Daten im Zeitbereich durch Erzielen einer MMSE-Schätzung der ursprünglichen Daten zu entfernen. Ein Kalman-Filtern ist, obschon es weder jemals angewandt noch für den in 3 dargestellten Kontext in Betracht gezogen wurde, ein gut bekanntes Verfahren für andere Anwendungen auf dem Gebiet der Mathematik, siehe beispielsweise "Optimal Filtering", von B. D. O. Anderson und J. Moore, Englewood Cliffs, N. J., Prentice Hall, 1979, ISBN 013631227. Bezug nehmend auf 2 können durch den Sender 102 gesendete Daten durch eine diskrete Zeitsequenz x(k) dargestellt werden, die durch einen Digital/Analog-Wandler 204 und ein Sendefilter 206 verarbeitet wird. Die analoge Darstellung des Signals am Ausgang des Senders 102 ist durch x(t) bezeichnet. Der Kanal 106 ist durch seine Impulsantwort h(t) gekennzeichnet. Die Ausgabegröße des Kanals 106, y(t) ist dann y(t) = h(t)·x(t) + n(t) (1)wobei x(t) die Kanaleingangsgröße ist und n(t) für alle Kanalverzerrungen wie beispielsweise additives weißes Gauß'sches Rauschen, Nebensprechen und Echorauschen steht. Am Empfänger 104 wird die Kanaleingangsgröße y(k) abgetastet, um ein zeitdiskretes Empfangssignal y(k) zu erzeugen. Somit besteht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Ziel darin, einen zeitdiskreten Schätzwert x ^(k) des ursprünglichen zeitdiskreten Signals x(k) zu erhalten.According to an embodiment of the invention, a Kalman filtering method having a greater length state, ie, a smoothing means, is used to remove substantially all of the ISI from the received digital coded data in the time domain by obtaining an MMSE estimate of the original data. A Kalman filtering is, although it is never used or applied for 3 For example, see Optimal Filtering, by BDO Anderson and J. Moore, Englewood Cliffs, NJ, Prentice Hall, 1979, ISBN 013631227. Referring to this context, a well known method for other applications in the field of mathematics has been considered on 2 can through the transmitter 102 transmitted data by a discrete time sequence x (k), by a digital / analog converter 204 and a transmission filter 206 is processed. The analog representation of the signal at the transmitter output 102 is denoted by x (t). The channel 106 is characterized by its impulse response h (t). The output size of the channel 106 , y (t) is then y (t) = h (t) x (t) + n (t) (1) where x (t) is the channel input and n (t) is for all channel distortions such as additive white Gaussian noise, crosstalk, and echo noise. At the receiver 104 the channel input quantity y (k) is sampled in order to generate a discrete-time received signal y (k). Thus, according to one embodiment of the invention, the goal is to obtain a discrete-time estimate x ^ (k) of the original time-discrete signal x (k).

Es wurde gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bestimmt, dass die übertragene Datensequenz x(k) durch eine weiße Gauß'sche Folge approximiert werden kann. Dies ist durch die Verwendung der Inversen Schnellen Fourier-Transformation (IFFT) zur Erzeugung der Datenabtastwerte und die Tatsache bedingt, dass die der IFFT zugeführten Symbole von zufälliger Amplitude und Phase sowie voneinander unabhängig sind. Die approximierte Gauß'sche Beschaffenheit der Datensequenz wird aus der Anwendung des zentralen Grenzwertsatzes hergeleitet. Demzufolge ist die weiße Gauß'sche Annahme am besten, wenn die Konstellationsgröße der Quadraturamplitudenmodulation (QAM) groß ist und die Anzahl der Kommunikations-Subkanäle groß ist. Ein beliebiger Kanal kann als ARMA-(Auto Regressive Moving Average)-Modell durch geeignete Wahl der ARMA-Parameter dargestellt werden, um die tatsächliche Kanalimpulsantwort zu liefern. Die Kanalausgabegröße wird durch eine weiße Gauß'sche Eingangssequenz, die einen ARMA-Prozess treibt, für den das Kalman-Filter im Sinn der MMSE-Schätzung die optimale Schätzung der Eingangssequenz liefert, gut approximiert.It was made according to one embodiment of the invention determines that the transmitted data sequence x (k) through a white one Gaussian sequence approximated can be. This is through the use of the Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) to generate the data samples and the fact that that the IFFT supplied Symbols of random Amplitude and phase and are independent of each other. The approximated Gaussian texture the data sequence becomes from the application of the central limit theorem derived. Consequently, the white Gaussian assumption is best when the constellation size of quadrature amplitude modulation (QAM) is great and the number of communication subchannels is large. An arbitrary channel can be used as an ARMA (Auto Regressive Moving Average) model through appropriate Choice of ARMA parameters can be represented to the actual To deliver channel impulse response. The channel output size becomes through a white one Gaussian input sequence, the one ARMA process drives, for the Kalman filter in the sense of the MMSE estimate the optimal estimate of the Provides input sequence, well approximated.

Der identifizierte Kanal wird durch ein ARMA-Modell dargestellt, das gegeben ist durch:

wobei â₀ = 1 per Definition und Ĥ(z) die Impulsantwort ĥ(k) als Schätzung der abgetasteten Kanalimpulsantwort h(k) aufweist. Der Kanalidentifizierer kann die Entzerrer-Ausgabegröße verwenden, um die Kanalantwort in adaptiver Weise zu schätzen.The identified channel is represented by an ARMA model given by:

where â ₀ = 1 by definition and Ĥ (z) has the impulse response ĥ (k) as an estimate of the sampled channel impulse response h (k). The channel identifier may use the equalizer output to adaptively estimate the channel response.

Eine Kalman-Filter-basierte Entzerrung ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt implementiert. Als Erstes wird ein Zustand ξ(k) so definiert, dass er eine Funktion der Dateneingangsgröße und des Nenners des identifizierten Kanals ist. Dann wird die Kanalausgabegröße so definiert, dass sie eine Funktion des Zwischenzustands ξ(k) und des Zählers des identifizierten Kanals ist. Diese Zustands- und Beobachtungsgleichungen sind gegeben durch: ξ(k – 1) = Âξ(k) + Gx(k) (4) y(k) = B ^ξ(k) + n(k) (5)wobei  und B ^ aus den identifizierten Kanalparametern â(z) und b ^(z) hergeleitet sind

und sind gegeben durch: B ^ = [b ^0b ^1 ... b ^m0 ... 0] (7) Kalman filter-based equalization is implemented as follows, according to one embodiment of the invention. First, a state ξ (k) is defined to be a function of the data input and the denominator of the identified channel. Then, the channel output is defined to be a function of the intermediate state ξ (k) and the counter of the identified channel. These state and observation equations are given by: ξ (k - 1) = Âξ (k) + Gx (k) (4) y (k) = B ^ ξ (k) + n (k) (5) where  and B ^ are derived from the identified channel parameters â (z) and b ^ (z)

and are given by: B ^ = [b ^ 0 b ^ 1 ... b ^ m 0 ... 0] (7)

Es wird angenommen, dass â(z) und b ^(z) von der gleichen Ordnung m sind. Falls erforderlich, kann dies dadurch erzielt werden, dass der Vektor â oder b ^ mit einer geeigneten Anzahl von Nullen aufgefüllt wird. Um eine Verzögerung von "L" Abtastwerten vor dem Entnehmen des Ausgabewertes zu erzielen, weist die erste Zeile von  hinter den â₁-Elementen "L + 1" Nullen auf. Die verbleibenden Zeilen von  bestehen dann aus der "(L + m) × (L + m)"-Identifikationsmatrix und einer Spalte von Nullen. Daher ist  eine "(L + m + 1) × (L + m + 1)"- Quadratmatrix. In ähnlicher Weise wird die B ^-Matrix mit "L" Nullen erweitert, um eine "1 × (L + m + 1)"-Matrix zu erzeugen.It is assumed that â (z) and b ^ (z) are of the same order m. If necessary, this can be achieved by filling the vector â or b ^ with an appropriate number of zeros. To get a delay of "L" samples before extracting the output value, the first row of  has zeros after the â ₁ elements "L + 1". The remaining rows of  then consist of the "(L + m) × (L + m)" identification matrix and a column of zeros. Therefore,  is a "(L + m + 1) × (L + m + 1)" square matrix. Similarly, the B ^ matrix is extended with "L" zeros to produce a "1 × (L + m + 1)" matrix.

5 ist ein Ablaufdiagramm 500, das einen Lösungsansatz zur Bestimmung einer optimalen Schätzung x ^(k) eines einzelnen Eingangsabtastwertes der Dateneingangssequenz x(k) unter Verwendung eines Kalman-Filters mit einem Zustand größerer Länge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Der Prozess wird für jeden aufeinanderfolgenden Eingangsabtastwert wiederholt. Nach dem Beginn bei Schritt 502 werden bei Schritt 504 die Anfangszustands- und Kovarianzschätzungen für das Kalman-Filter gesetzt auf:

P(0|0) = I (9) 5 is a flowchart 500 , which provides an approach to determining an optimal estimate x ^ (k) of a single input sample of the data input sequence x (k) using a Kalman filter with a larger length state according to one embodiment of the invention. The process is repeated for each successive input sample. After starting at step 502 be at step 504 the initial state and covariance estimates for the Kalman filter are set to:

P (0 | 0) = I (9)

Um die Konsistenz zu den Definitionen von  und B ^ beizubehalten, hat ξ ^(.|.) die Dimension ("L + m + 1) × 1", und P(.|.) hat die Dimension "(L + m + 1) × (L + m + 1)". Die Initialisierung P(0|0) reflektiert die Annahme, dass die Eingangsdaten weiße Gauß'sche Folge mit Mittelwert Null und Varianz Eins sind. Falls die Eingangsdaten eine weiße Gauß'sche Folge mit Mittelwert Null und Varianz Eins sind, dann wird die Initialisierung demgemäß modifiziert, d.h. ξ = ξ_mean und P(0|0) = P₀. In Schritt 506 werden die Zustandsschätzungs- und Kovarianz-Voraussagen wie folgt bestimmt: ξ ^(k|k – 1) = Âξ ^(k – 1|k– 1) (10) P(k|k – 1) = ÂP(k – 1|k – 1)Â' + GQG' (11) wobei Q die Kovarianz des Dateneingangswertes x(k) ist, der in diesem Beispiel ein Skalar ist.To maintain consistency with the definitions of  and B ^, ξ ^ (. |.) Has the dimension ("L + m + 1) × 1", and P (. |.) Has the dimension "(L + m + 1) × (L + m + 1) ". The initialization P (0 | 0) reflects the assumption that the input data is white Gaussian sequence with mean zero and variance one. If the input data is a white Gaussian sequence with mean zero and variance one, then the initialization is modified accordingly, ie ξ = ξ _mean and P (0 | 0) = P ₀ . In step 506 the state estimation and covariance predictions are determined as follows: ξ ^ (k | k - 1) = ξ ^ (k - 1 | k - 1) (10) P (k | k - 1) = ÂP (k - 1 | k - 1)  '+ GQG' (11) where Q is the covariance of the data input value x (k), which in this example is a scalar.

In Schritt 508 wird die Innovationen-Kovarianz basierend auf der Differenz zwischen der tatsächlichen Beobachtung der Daten und den aus der Zustandsvorhersage vorhergesagten Daten bestimmt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Innovationen-Kovarianz wie folgt bestimmt: S(k) = B ^P(k|k – 1)B ^' + R (12) In step 508 the innovation covariance is determined based on the difference between the actual observation of the data and the data predicted from the state prediction. According to one embodiment of the invention, the innovation covariance is determined as follows: S (k) = B ^ P (k | k-1) B ^ '+ R (12)

In Schritt 510 wird die Kalman-Verstärkung wie folgt berechnet: K(k) = P(k|k – 1)B ^'S(k)–1 (13) In step 510 the Kalman gain is calculated as follows: K (k) = P (k | k-1) B ^ 'S (k) -1 (13)

In Schritt 512 wird die aktualisierte Zustandsschätzungs- und Kovarianzmatrix wie folgt berechnet: ξ ^(k|k) = ξ ^(k|k – 1) + K(k)(y(k) – B ^ξ ^(k|k – 1)) (14) P(k|k) = P(k|k – 1) – K(k)S(k)K(k)' (15) In step 512 the updated state estimation and covariance matrix is calculated as follows: ξ ^ (k | k) = ξ ^ (k | k - 1) + K (k) (y (k) - B ^ ξ ^ (k | k - 1)) (14) P (k | k) = P (k | k-1) -K (k) S (k) K (k) '(15)

Zwar ist dies die einfachste Form der Kovarianz-Aktualisierung, diese kann jedoch unter einer numerischen Instabilität leiden. In der Praxis wird eine numerisch stabile Form der Aktualisierung verwendet, d.h. P(k|k) = [I – K(k)B ^(k)]P(k|k – 1)[I – K(k)B ^(k)]+ K(k)R(k)K'(k). Für weitere Details siehe "Stochastic Models, Estimation, and Control", P. S. Maybeck, Academic Press, Bd. 1, 1979.Though this is the simplest form of covariance update, this one however, it may suffer from numerical instability. In practice it will uses a numerically stable form of update, i. (| K k) P = [I - K (k) B ^ (k)] P (k | k - 1) [I - K (k) B ^ (k)] + K (k) R (k) K '(k). For further For details see "Stochastic Models, Estimation, and Control ", P.S. Maybeck, Academic Press, Vol. 1, 1979.

In Schritt 514 wird die Datenschätzung aus der Zwischenzustand-Schätzung wie folgt berechnet. x ^(k – 1|k) = ãξ ^(k|k) (16)wobei ã = [0 ... 0 1 â1 ... âm] (17)aus â mit "L" führenden Nullen besteht, um zur "Glättung" der Daten die "L"-Abtastverzögerung zu erzielen.In step 514 the estimate of the intermediate state estimate is calculated as follows. x ^ (k - 1 | k) = ξξ ^ (k | k) (16) in which ã = [0 ... 0 1 â 1 ... m ] (17) consists of â "L" leading zeros to achieve "L" sampling delay to "smooth" the data.

Der Prozess ist in Schritt 516 abgeschlossen.The process is in step 516 completed.

Die Datenschätzung x ^(k – L|k) ist die MMSE-Schätzung der Dateneingangsgröße x(k – L), wenn Empfangsdaten bis zum Zeitpunkt k gegeben sind, und ist die optimale Schätzung der Eingangsdaten. Falls sich die Kanaleigenschaften nicht über die Zeit ändern, dann konvergieren die Filterverstärkung und die Kovarianz zu stationären Zustandswerten. In dieser Situation wird das Kalman-Filter äquivalent zu einem linearen Transversalfilter.The Data estimate x ^ (k - L | k) the MMSE estimate the data input x (k - L), if Receive data are given up to the time k, and is the optimal estimate the input data. If the channel characteristics do not exceed the Change time, then the filter gain and covariance converge stationary State values. In this situation, the Kalman filter becomes equivalent to a linear transversal filter.

3. ADAPTIVES FILTERN3. ADAPTIVE FILTER

In einigen Situationen können sich die Eigenschaften des Kanals über die Zeit ändern. Beispielsweise können Änderungen der Umgebungsbedingungen oder der Kanalkonfiguration eine Änderung der Kanaleigenschaften bewirken. Daher wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein adaptives Kalman-Filtern verwendet, um Änderungen der Kanaleigenschaften Rechnung zu tragen. Insbesondere werden bei Situationen, bei denen sich die Kanaleigenschaften über die Zeit ändern, die aktualisierten Kanalparameterschätzungen, die durch Â(k) und B ^(k) bezeichnet sind, anstelle der festgelegten Matrizen  und B ^ verwendet. Außerdem liefert das Kalman-Filter die opti male Verstärkung K(k), die gewährleistet, dass die Schätzung x ^(k – L|k) optimal ist.In some situations the characteristics of the channel change over time. For example, changes can be made the environmental conditions or the channel configuration, a change effect channel characteristics. Therefore, according to one embodiment The invention uses adaptive Kalman filtering to make changes the channel characteristics. In particular, be at Situations where the channel properties are over the Change time, the updated channel parameter estimates given by  (k) and B ^ (k) are used instead of the specified matrices  and B ^. It also delivers the Kalman filter provides the optimal gain K (k), which ensures that the estimate x ^ (k - L | k) is optimal.

4. FREQUENZBEREICHSENTZERRUNG4. FREQUENCY DISTRACTION

In einigen Situationen kann mit einer Kalman-Filter-Entzerrung nicht bei allen Frequenzen eine genaue Entzerrung bereitgestellt werden. Daher wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine verbleibende Amplituden- und Phasenverzerrung im Frequenzbereich korrigiert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet eine Frequenzbereichsentzerrung als Erstes eine Bestimmung der Frequenzantwort des Kalman-Filters, und dann eine Bestimmung der erforderlichen Frequenzbereichsentzerrung. Ein weiteres Ausführungsbeispiel beinhaltet eine Durchschnittswertbildung einer Sequenz von Trainingsdaten im Frequenzbereich, um die Verstärkungsaufweitung und Phasenrotation herzustellen, die für jede QAM-Konstellation bei jedem Ton benötigt wird, und dann diese Umwandlung auf jede Konstellation der Übertragung der empfangenen und umgewandelten Daten anzuwenden.In some situations may not work with Kalman filter equalization accurate equalization is provided at all frequencies. Therefore, according to a embodiment the invention a remaining amplitude and phase distortion corrected in the frequency domain. According to one embodiment of the Invention involves frequency domain equalization first a determination of the frequency response of the Kalman filter, and then a determination of the required frequency range equalization. One another embodiment involves averaging a sequence of training data in the frequency domain, around the gain spread and phase rotation that contribute to each QAM constellation every sound needed and then this conversion to every constellation of transmission the received and converted data.

a. Bestimmen der Frequenzantwort des Kalman-Filtersa. Determine the frequency response of the Kalman filter

Der erste Schritt bei der Kompensierung der Restverstärkung und -verzerrung im Frequenzbereich besteht darin, die Frequenzantwort des Kalman-Filters im stationären Zustand zu bestimmen. Als Erstes wird der stationäre Zustand der Kalman-Verstärkung K_SS berechnet, entweder durch Iteration oder durch Lösen der Ricatti-Gleichung. Als Nächstes wird die Übertragungsfunktion des Kalman-Filter-Entzerrers im z-Bereich wie folgt berechnet: Heq(z) = ã[(I – z–1)Â + z–1KSSB ^Â]–1KSS (18) The first step in compensating for the residual gain and distortion in the frequency domain is to determine the steady-state frequency response of the Kalman filter. First, the stationary state of the Kalman gain K _{SS is} calculated, either by iteration or by solving the Ricatti equation. Next, the transfer function of the Kalman filter equalizer in the z-range will be follows calculated: H eq (z) = ã [(I - z -1 ) + Z -1 K SS B ^ Â] -1 K SS (18)

Dann wird die Größe und die Phase der Frequenzantwort bei einer beliebigen Frequenz f durch Einsetzen von z = e^j2πf in Gleichung (18) berechnet. Die sich ergebende komplexwertige Übertragungsfunktion wird als H_eq(f) bezeichnet.Then, the magnitude and phase of the frequency response at an arbitrary frequency f is calculated by substituting z = e ^j2πf in equation (18). The resulting complex valued transfer function is called H _eq (f).

b. Bestimmen der Frequenzbereichsentzerrungb. Determine frequency domain equalization

Um die erforderliche Frequenzbereichsentzerrung zu bestimmen, wird die Gesamtübertragungsfunktion von der gesendeten Datensequenz zur Ausgabegröße des Zeitbereichsentzerrers berechnet durch: Htotal(z) = H(z)Heq(z) (19) To determine the required frequency range equalization, the total transfer function from the transmitted data sequence to the output size of the time domain equalizer is calculated by: H total (z) = H (z) H eq (z) (19)

Es sei angemerkt, dass in Situationen, bei der die gesamte ISI während der Zeitbereichsentzerrung entfernt wurde, H_total(f) bei allen Frequenzen Eins ist. Die komplexe Ausgabegröße des Zeitbereich/Frequenzbereich-Wandlers 308 ist durch X_r(f) bezeichnet. Die entzerrte Frequenzbereichsausgabegröße ist dann gegeben durch:

wobei H_total(f) durch Einsetzen von z = e^j2πf in Gleichung (19) beim diskreten Satz von Frequenzen erhalten wird, die den Trägerfrequenzbereichen des Mechanismus entsprechen, die in dem Zeitbereich/Frequenzbereichswandler 308 verwendet werden. X_FDEQ(f) stellt die wiedergewonnenen QAM-Symbole dar, die dann an den Decoder 214 weitergeleitet werden.It should be noted that in situations where the entire ISI has been removed during time-domain equalization, H _total (f) is unity at all frequencies. The complex output size of the time domain / frequency domain converter 308 is denoted by X _r (f). The equalized frequency domain output is then given by:

where H _total (f) is obtained by substituting z = e ^j2πf into equation (19) at the discrete set of frequencies corresponding to the carrier frequency ranges of the mechanism used in the time domain / frequency domain converter 308 be used. X _FDEQ (f) represents the recovered QAM symbols which are then sent to the decoder 214 to get redirected.

5. IMPLEMENTIERUNGSMECHANISMEN5. IMPLEMENTATION MECHANISMS

Der Lösungsansatz zum Entfernen einer Verzerrung in Kommunikationssystemen ist auf einen beliebigen Typ von Kommunikationssystemen anwendbar und ist insbesondere gut geeignet für digitale Breitbandkommunikationssysteme, einschließlich drahtlosen Systemen, Kabelmodemsystemen, DSL-Anwendungen und insbesondere ADSL-Anwendungen. Außerdem kann der Lösungsansatz als Teil eines Empfängers oder eines Kommunikationssystems implementiert sein, oder als selbstständiger Entzerrungsmechanismus. Die Erfindung kann in Hardware-Schaltungen, in Computer-Software oder einer Kombination aus Hardware-Schaltungen und Computer-Software implementiert sein und ist nicht auf eine spezielle Hardware- oder Software-Implementierung eingeschränkt.Of the approach to remove a distortion in communication systems is on any type of communication system is applicable and is especially suitable for digital broadband communications systems, including wireless Systems, cable modem systems, DSL applications and in particular ADSL applications. Furthermore can the solution approach as part of a recipient or a communication system, or as an independent equalization mechanism. The invention can be used in hardware circuits, in computer software or a combination of hardware circuitry and computer software be implemented and is not on a specific hardware or Software implementation limited.

6 ist ein Blockdiagramm, das ein Computersystem 600 darstellt, auf dem ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zumindest in einem Teil in Computersoftware implementiert sein kann. Das Computersystem 600 beinhaltet einen Bus 602 oder einen anderen Mechanismus für eine Kommunikationsinformation, und einen Prozessor 604, der mit einem Bus 602 verbunden ist, um Information zu verarbeiten. Das Computersystem 600 beinhaltet auch einen Hauptspeicher 606, beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder eine andere dynamische Speichervorrichtung, die mit dem Bus 602 verbunden ist, um Informationen und Anweisungen zu speichern, die durch den Prozessor 604 auszuführen sind. Der Hauptspeicher 606 kann auch zum Speichern temporärer Variablen oder anderer Zwischeninformation während der Ausführung der durch den Prozessor 604 auszuführenden Anweisungen verwendet werden. Das Computersystem 600 beinhaltet weiter einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 608 oder eine andere statische Speichervorrichtung, die mit dem Bus 602 verbunden ist, um statische Information und Anweisungen für den Prozessor 604 zu speichern. Eine Speichervorrichtung 610, wie beispielsweise eine Magnetplatte oder eine optische Platte, ist vorgesehen und mit dem Bus 602 verbunden, um Informationen und Anweisungen zu speichern. 6 is a block diagram showing a computer system 600 represents, on which an embodiment of the invention can be implemented in at least one part in computer software. The computer system 600 includes a bus 602 or another mechanism for communication information, and a processor 604 that with a bus 602 connected to process information. The computer system 600 also includes a main memory 606 For example, a random access memory (RAM) or other dynamic storage device connected to the bus 602 is connected to store information and instructions by the processor 604 are to be executed. The main memory 606 may also be used to store temporary variables or other intermediate information during execution by the processor 604 to be executed. The computer system 600 further includes a read-only memory (ROM) 608 or another static storage device connected to the bus 602 is connected to static information and instructions for the processor 604 save. A storage device 610 , such as a magnetic disk or an optical disk, is provided and to the bus 602 connected to store information and instructions.

Das Computersystem 600 kann über einen Bus 602 mit einer Anzeige 612 wie beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre (CRT) verbunden sein, um einem Computerbenutzer Informationen anzuzeigen. Eine Eingabevorrichtung 614, die alphanumerische und weitere Tasten beinhaltet, ist mit dem Bus 602 verbunden, um die Informationen und ausgewählten Befehle an den Prozessor 604 weiterzuleiten. Ein weiterer Typ von Benutzereingabevorrichtung ist eine Cursor-Steuereinrichtung 616, wie beispielsweise eine Maus, ein Trackball, oder Cursor-Richtungstasten, mit denen Richtungsinformation und ausgewählte Befehle an den Prozessor 604 weitergeleitet werden und die Cursor-Bewegung auf der Anzeige 612 gesteuert wird. Diese Eingabevorrichtung weist typischerweise zwei Freiheitsgrade in zwei Achsen auf, einer ersten Achse (z.B. x) und einer zweiten Achse (z.B. y), die der Vorrichtung erlaubt, Positionen in einer Ebene festzulegen.The computer system 600 can over a bus 602 with an ad 612 such as a cathode ray tube (CRT) to display information to a computer user. An input device 614 , which includes alphanumeric and other keys, is by bus 602 connected to the information and selected commands to the processor 604 forward. Another type of user input device is a cursor controller 616 , such as a mouse, a trackball, or cursor-direction keys, with which direction information and selected commands to the processor 604 be forwarded and the cursor movement on the display 612 is controlled. This input The device typically has two degrees of freedom in two axes, a first axis (eg, x) and a second axis (eg, y) that allows the device to define positions in a plane.

Die Erfindung betrifft die Anwendung des Computersystems 600 zum Entfernen einer Verzerrung in digitalen Kommunikationssystemen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird für ein Entfernen einer Verzerrung in digitalen Computersystemen durch ein Computersystem 600 gesorgt, und zwar reagierend darauf, dass der Prozessor 604 eine oder mehrere Sequenzen von einer oder mehreren im Hauptspeicher 606 enthaltenen Anweisungen ausführt. Derartige Anweisungen können aus einem weiteren computerlesbaren Medium, wie beispielsweise der Speichervorrichtung 610, in den Hauptspeicher 606 eingelesen werden. Das Ausführen der im Hauptspeicher 606 enthaltenen Anweisungssequenzen veranlasst den Prozessor 604, die hier beschriebenen Prozessschritte durchzuführen. Einer oder mehrere Prozessoren in einer Mehrfach-Verarbeitungsanordnung können auch verwendet werden, um die im Hauptspeicher 606 enthaltenen Anweisungssequenzen auszuführen. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können fest verdrahtete Schaltkreise anstelle oder in Kombination mit Software-Anweisungen verwendet werden, um die Erfindung zu implementieren. Somit sind die Ausführungsbeispiele der Erfindung nicht auf irgendeine spezielle Kombination aus Hardwareschaltungen und Software eingeschränkt.The invention relates to the application of the computer system 600 to remove distortion in digital communication systems. In accordance with an embodiment of the invention, a computer system eliminates distortion in digital computer systems 600 taken care of, responsive to the fact that the processor 604 one or more sequences of one or more in main memory 606 executes contained instructions. Such instructions may be from another computer-readable medium, such as the memory device 610 , in the main memory 606 be read. Running the in main memory 606 contained instruction sequences causes the processor 604 to carry out the process steps described here. One or more processors in a multiple processing arrangement may also be used to store in main memory 606 execute instruction sequences contained. In alternative embodiments, hardwired circuitry may be used in lieu of or in combination with software instructions to implement the invention. Thus, the embodiments of the invention are not limited to any particular combination of hardware circuitry and software.

Der Begriff "computerlesbares Medium", wie hier verwendet, bezieht sich auf ein beliebiges Medium, das bei der Bereitstellung von auszuführenden Anweisungen für den Prozessor 604 beteiligt ist. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich, jedoch nicht eingeschränkt auf nicht-flüchtige Medien, flüchtige Medien und Übertragungsmedien. Nicht-flüchtige Medien beinhalten beispielsweise optische oder magnetische Platten, wie beispiels weise die Speichervorrichtung 610. Flüchtige Medien beinhalten einen dynamischen Speicher, wie beispielsweise den Hauptspeicher 606. Übertragungsmedien beinhalten Koaxialkabel, Kupferdraht und Lichtleitfasern, einschließlich der Drähte, die den Bus 602 beinhalten. Die Übertragungsmedien können auch die Form von akustischen Wellen oder Lichtwellen annehmen, beispielsweise solchen, die während einer Funkwellen- und Infrarot-Datenkommunikation erzeugt werden.The term "computer-readable medium" as used herein refers to any medium used in providing instructions to be executed for the processor 604 is involved. Such a medium may take many forms, including, but not limited to, nonvolatile media, volatile media, and transmission media. Non-volatile media include, for example, optical or magnetic disks, such as the memory device 610 , Volatile media includes dynamic memory, such as main memory 606 , Transmission media include coaxial cables, copper wire and optical fibers, including the wires that make up the bus 602 include. The transmission media may also take the form of acoustic waves or light waves, such as those generated during radio wave and infrared data communication.

Übliche Formen computerlesbarer Medien beinhaften beispielsweise eine Diskette, eine flexible Platte, eine Festplatte, ein Magnetband oder ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Papierband, ein beliebiges anderes physikalisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, und ein EPROM, ein FLASH-EPROM oder einen beliebigen anderen Speicherchip oder -kassette, eine Trägerwelle, wie nachfolgend beschrieben, oder ein beliebiges anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.Usual forms For example, computer readable media include a floppy disk, a flexible disk, a hard disk, a magnetic tape or any other another magnetic medium, a CD-ROM, any other optical medium, punched cards, paper tape, any other physical medium with hole patterns, a RAM, a PROM, and a EPROM, a FLASH EPROM or any other memory chip or cassette, a carrier wave, as described below, or any other medium, from which a computer can read.

Verschiedene Formen computerlesbarer Medien können zum Ausführen von einer oder mehreren Sequenzen einer oder mehrerer durch den Prozessor 604 auszuführenden Anweisungen beteiligt sein. Beispielsweise können sich die Anweisungen zu Beginn auf einer Magnetplatte eines entfernt aufgestellten Computers befinden. Der entfernt aufgestellte Computer kann die Anweisungen in seinen dynamischen Speicher laden und die Anweisungen unter Verwendung eines Modems über eine Telefonleitung senden. Ein am Ort des Computersystems 600 befindliches Modem kann die auf der Telefonleitung befindlichen Daten empfangen und einen Infrarotsender verwenden, um die Daten in ein Infrarotsignal umzuwandeln. Ein mit dem Bus 602 verbundener Infrarotdetektor kann die im Infrarotsignal befindlichen Daten empfangen und die Daten an den Bus 602 weiterleiten. Der Bus 602 leitet die Daten zum Hauptspeicher 606 weiter, von dem der Prozessor 604 die Anweisungen ausliest und ausführt. Die durch den Hauptspeicher 606 empfangenen Anweisun gen können optional auf der Speichervorrichtung 606 gespeichert werden, und zwar entweder vor oder nach dem Ausführen durch den Prozessor 604.Various forms of computer-readable media may be used to execute one or more sequences of one or more by the processor 604 be involved in the instructions to be executed. For example, the instructions may initially be on a magnetic disk of a remote computer. The remote computer can load the instructions into its dynamic memory and send the instructions over a telephone line using a modem. One at the place of the computer system 600 The modem in question may receive the data on the telephone line and use an infrared transmitter to convert the data into an infrared signal. One with the bus 602 The connected infrared detector can receive the data in the infrared signal and the data to the bus 602 hand off. The bus 602 routes the data to main memory 606 further from which the processor 604 read and execute the instructions. The through the main memory 606 Instructions received may optionally be on the storage device 606 be stored, either before or after being executed by the processor 604 ,

Das Computersystem 600 beinhaltet auch eine Kommunikationsschnittstelle 618, die mit dem Bus 602 verbunden ist. Die Kommunikationsschnittstelle 618 liefert eine Zweiweg-Datenkommunikationsverbindung mit einer Netzwerkverbindung 620, die mit einem lokalen Netz 622 verbunden ist. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 618 eine ISDN-(Integrated Services Digital Network)-Karte oder ein Modem sein, um eine Datenkommunikationsverbindung mit einem entsprechenden Typ von Telefonleitung bereitzustellen. Als weiteres Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 618 eine LAN-(Local Area Network = Lokalnetzwerk)-Karte sein, um eine Kommunikationsverbindung mit einem kompatiblen LAN bereitzustellen. Drahtlose Verbindungen können ebenfalls implementiert sein. Bei einer beliebigen derartigen Implementierung sendet und empfängt die Kommunikationsschnittstelle 618 elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme tragen, welche verschiedene Informationstypen darstellen.The computer system 600 also includes a communication interface 618 by bus 602 connected is. The communication interface 618 provides a two-way data communication connection with a network connection 620 that with a local network 622 connected is. For example, the communication interface 618 an ISDN (Integrated Services Digital Network) card or modem to provide a data communication connection with a corresponding type of telephone line. As another example, the communication interface 618 a Local Area Network (LAN) card to provide a communication link with a compatible LAN. Wireless connections can also be implemented. In any such implementation, the communication interface sends and receives 618 electrical, electromagnetic or optical signals carrying digital data streams representing various types of information.

Die Netzwerkverbindung 620 liefert typischerweise Datenkommunikationen über eines oder mehrere Netze an weitere Datenvorrichtungen. Beispielsweise kann die Netzwerkverbindung 620 eine Verbindung über ein lokales Netz 622 zu einem Host-Computer 624 oder eine durch einen ISP (Internet Service Provider = Internet-Dienstanbieter) 626 bereitstellen. Der ISP 626 stellt seinerseits Datenkommunikationsdienste über das weltweite Paketdatenkommunikationsnetz zur Verfügung, das heutzutage allgemein als "Internet" 628 bezeichnet wird. Sowohl das lokale Netz 622 als auch das Internet 628 verwenden elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme transportieren. Die über die verschiedenen Netze transportierten Signale und die über die Netzwerkverbindung 620 und die Kommunikationsschnittstelle 618 transportierten Signale, welche die digitalen Daten zum Computersystem 600 hin und von diesem weg transportieren, sind beispielhafte Formen von die Information transportierenden Trägerwellen.The network connection 620 typically provides data communications over one or more networks to other data devices. For example, the network connection 620 a connection over a local network 622 to a host computer 624 or one through an ISP (Internet Service Provider) 626 provide. The ISP 626 in turn provides data communication services over the worldwide packet data communication network, now commonly referred to as the "Internet" 628 referred to as. Both the local network 622 as well as the internet 628 use electrical, electromagnetic or optical signals that carry digital data streams. The signals carried over the various networks and those over the network connection 620 and the communication interface 618 transported signals representing the digital data to the computer system 600 to and from this are exemplary forms of information carrying carrier waves.

Das Computersystem 600 kann Nachrichten senden und Daten, einschließlich Programmcode, empfangen, und zwar über das/die Netz(e), die Netzwerkverbindung 620 und die Kommunikationsschnittstelle 618. Beim Beispiel des Internet könnte ein Server 630 einen angeforderten Code für ein Anwendungsprogramm über das Internet 628, den ISP 626, das lokale Netz 622 und die Kommunikationsschnittstelle 618 übertragen. Gemäß der Erfindung sorgt eine einzige derartige heruntergeladene Anwendung für die Entfernung einer Verzerrung in digitalen Kommunikationssystemen, wie hier beschrieben.The computer system 600 can send messages and receive data, including code, through the network (s), the network connection 620 and the communication interface 618 , In the example of the internet could be a server 630 a requested code for an application program over the Internet 628 , the ISP 626 , the local network 622 and the communication interface 618 transfer. According to the invention, a single such downloaded application provides for the removal of distortion in digital communication systems as described herein.

Der empfangene Code kann durch den Prozessor 604 ausgeführt werden, und zwar so wie empfangen, und/oder in der Speichervorrichtung 610 oder einem anderen nicht-flüchtigen Speicher für eine spätere Ausführung gespeichert werden. Auf diese Weise kann das Computersystem 600 einen Anwendungscode in Form einer Trägerwelle erhalten.The received code can be processed by the processor 604 be executed, as received, and / or in the storage device 610 or other non-volatile memory for later execution. That way, the computer system can 600 get an application code in the form of a carrier wave.

Der hier beschriebene neuartige Lösungsansatz zur Verringerung einer Verzerrung in digitalen Kommunikationssystemen sorgt für mehrere Vorteile gegenüber Lösungsansätzen des Standes der Technik. Ein signifikanter Vorteil besteht darin, dass eine Beseitigung von im Wesentlichen der gesamten ISI im Zeitbereich ermöglicht, dass sich die Datenraten an die theoretische Kapazität des Kommunikationskanals annähern, wie durch das Theorem von Shannon definiert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Lösungsansatz so implementiert werden kann, dass er mit den empfangenen codierten Daten betrieben werden kann, ohne dass irgendwelche Änderungen des Übertragungsmechanismus erforderlich sind. Der Lösungsansatz sorgt auch für eine inhärente Stabilität ohne Fehlerausbreitung. Und schließlich ist der Lösungsansatz auf DSL-Protokolle und insbesondere das ADSL- und das VDSL-Protokoll anwendbar. Somit ist der Lösungsansatz zu ADSL/VDSL-, DMT- und OFDM-Übertragungseinrichtungen kompatibel, ohne dass Änderungen an den ADSL/VDSL-, DMT- und OFDM-Übertragungseinrichtungen erforderlich sind.Of the here described novel approach to reduce distortion in digital communication systems takes care of several advantages over Solutions of the State of the art. A significant advantage is that enables the elimination of essentially the entire ISI in the time domain, that the data rates to the theoretical capacity of the communication channel approach, as defined by the theorem of Shannon. Another advantage is that the solution can be implemented so that it is coded with the received ones Data can be operated without making any changes the transmission mechanism required are. The solution also cares for an inherent one stability without error propagation. And finally, that's the solution on DSL protocols and in particular the ADSL and VDSL protocols applicable. Thus, the solution is to ADSL / VDSL, DMT and OFDM transmission facilities Compatible without any changes required at the ADSL / VDSL, DMT and OFDM transmission facilities are.

Claims (22)

Verfahren zur Verarbeitung von Daten, die von einer digitalen Teilnehmerleitung empfangen werden, wobei das Verfahren den folgenden computerimplementierten Schritt beinhaltet: Empfangen (404) der Daten von der digitalen Teilnehmerleitung, wobei die Daten auf eine beliebige Anzahl von Trägern moduliert sind und eine durch die digitale Teilnehmerleitung eingebrachte Verzerrung beinhalten; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte beinhaltet: Bestimmen einer MMSE-Schätzung (MMSE = Minimum Mean Square Estimate = Schätzung mit kleinstem mittleren Quadrat) der Daten, wobei die MMSE-Schätzung eine Schätzung der Daten ist, bevor die Übertragung der Daten auf der digitalen Teilnehmerleitung erfolgt ist; und Verwenden (410) der MMSE-Schätzung als Teil einer Zeitbereichsentzerrung, um die durch die digitale Teilnehmerleitung in die Daten eingebrachte Verzerrung zu kompensieren.A method of processing data received from a digital subscriber line, the method comprising the following computer-implemented step: receiving ( 404 ) the data from the digital subscriber line, wherein the data is modulated on any number of carriers and includes a distortion introduced by the digital subscriber line; the method being characterized by including the steps of: determining a minimum mean square estimate (MMSE) estimate of the data, wherein the MMSE estimate is an estimate of the data before the transmission the data is on the digital subscriber line; and Use ( 410 ) of the MMSE estimate as part of a time domain equalization to compensate for the distortion introduced by the digital subscriber line into the data. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bestimmen einer MMSE-Schätzung der Daten ein Verarbeiten der Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters beinhaltet.The method of claim 1, wherein determining an MMSE estimate of Data processing the data using a Kalman filter includes. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Verarbeiten der Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters ein Verarbeiten der Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters mit einem Zustand größerer Länge beinhaltet.The method of claim 2, wherein the processing processing the data using a Kalman filter of the data using a Kalman filter with one state greater length. Verfahren nach Anspruch 1, das, nach der Verwendung der MMSE-Schätzung zum Kompensieren der durch die digitale Teilnehmerleitung eingebrachten Verzerrung, weiter beinhaltet: Transformieren der Daten von dem Zeitbereich in einen Frequenzbereich, um Frequenzbereichsdaten zu erzeugen, und Entfernen von verbleibender Amplituden- und Phasenverzerrung aus den Frequenzbereichsdaten im Frequenzbereich.The method of claim 1, after use the MMSE estimate for Compensating the introduced by the digital subscriber line Distortion, further includes: Transform the data from the time domain into a frequency domain, around frequency domain data to produce, and Removing remaining amplitude and Phase distortion from the frequency domain data in the frequency domain. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die digitale Teilnehmerleitung Teil eines Mehrträger-Kommunikationssystems ist.The method of claim 1, wherein the digital subscriber line Part of a multi-carrier communication system is. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter beinhaltet: Bestimmen der MMSE-Schätzung der Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters, und zwar durch: Bestimmen einer Anfangszustands- und einer Kovarianz-Schätzung für den Kalman-Filter, Bestimmen einer Zustandsschätzung und von Kovarianz-Vorhersagen, Bestimmen einer Innovationen-Kovarianz, Bestimmen einer Kalman-Verstärkung für den Kalman-Filter, Bestimmen einer aktualisierten Zustandsschätzung und Kovarianzmatrix, und Bestimmen einer Datenschätzung basierend auf der aktualisierten Zustandsschätzung.The method of claim 1, further comprising: Determine the MMSE estimate the data using a Kalman filter, by: Determine an initial state and a covariance estimate for the Kalman filter, Determine a state estimation and of covariance predictions, Determining an innovation covariance, Determine a Kalman reinforcement for the Kalman filter, Determining an updated state estimate and Covariance matrix, and Determining a data estimate based on the updated state estimate. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Kalman-Filter ein Kalman-Filter mit einem Zustand größerer Länge ist.The method of claim 6, wherein the Kalman filter a Kalman filter with a state of greater length. Verfahren nach Anspruch 6, das, nach der Verwendung der MMSE-Schätzung zum Kompensieren der Verzerrung in den Daten, weiter beinhaltet: Transformieren der Daten von dem Zeitbereich in einen Frequenzbereich, um Frequenzbereichsdaten zu erzeugen, und Entfernen von verbleibender Amplituden- und Phasenverzerrung aus den Frequenzbereichsdaten im Frequenzbereich.The method of claim 6, after use the MMSE estimate for Compensate the distortion in the data, further includes: Transform the data from the time domain to a frequency domain to frequency domain data and removing remaining amplitude and phase distortion from the frequency domain data in the frequency domain. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Entfernen der verbleibenden Amplituden- und Phasenverzerrung aus den Frequenzbereichsdaten in dem Frequenzbereich beinhaltet, dass eine Durchschnittswertbildung einer Sequenz von Trainingsdaten im Frequenzbereich durchgeführt wird, um eine Verstärkungsdilatation und eine Phasendrehung festzulegen, die für jede QAM-Konstellation bei jedem Ton benötigt werden, und dann die Transformation auf jede Konstellation in der empfangenen und transformierten Datenübertragung angewendet wird.The method of claim 8, wherein the removing the remaining amplitude and phase distortion from the frequency domain data in the frequency domain involves averaging a Sequence of training data in the frequency domain is performed around a reinforcement dilatation and establish a phase rotation that accompanies each QAM constellation every sound needed and then the transformation to every constellation in the received and transformed data transmission is applied. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Entfernen der verbleibenden Amplituden- und Phasenverzerrung aus den Frequenzbereichsdaten im Frequenzbereich beinhaltet: Bestimmen einer Frequenzantwort des Kalman-Filters, und Bestimmen einer Übertragungsfunktion von den Daten, bevor die Übertragung der Daten auf der digitalen Teilnehmerleitung erfolgt ist, zu den von der digitalen Teilnehmerleitung empfangenen Daten.The method of claim 8, wherein the removing the remaining amplitude and phase distortion from the frequency domain data in the frequency domain includes: Determining a frequency response the Kalman filter, and determining a transfer function from the data, before the transfer the data on the digital subscriber line is done to the data received from the digital subscriber line. Empfänger zum Entzerren von analogen Daten, die von einem Kommunikationskanal empfangen werden, wobei die analogen Daten eine Verzerrung beinhalten, die durch die Übertragung der Daten auf dem Kommunikationskanal eingebracht wird, wobei der Empfänger beinhaltet: einen oder mehrere Empfangsfilter; einen oder mehrere Verstärker; einen Analog-Digital-Wandler, der so konfiguriert ist, dass er die vom Kommunikationskanal empfangenen analogen Daten in digitale Daten umwandelt; und einen Entzerrer, der mit einem Kalman-Filter so konfiguriert ist, dass eine MMSE-Schätzung (MMSE = Minimum Mean Square Estimate = Schätzung mit kleinstem mittleren Quadrat) der vom Kommunikationskanal empfangenen Daten bestimmt wird und die MMSE-Schätzung als Teil einer Zeitbereichsentzerrung verwendet wird, um die Verzerrung zu entfernen, die durch die Übertragung der analogen Daten auf dem Kommunikationskanal eingebracht wird.receiver for equalizing analog data from a communication channel received, where the analog data includes a distortion, by the transmission the data is introduced on the communication channel, wherein the receiver includes: one or more receive filters; one or several amplifiers; one Analog-to-digital converter that is configured to receive the from the Communication channel received analog data into digital data converting; and an equalizer with a Kalman filter is configured so that an MMSE estimate (MMSE = Minimum Mean Square Estimate = estimate least mean square) received from the communication channel Data is determined and the MMSE estimate as part of a time domain equalization is used to remove the distortion caused by the transmission the analog data is introduced on the communication channel. Empfänger nach Anspruch 11, bei dem der Kalman-Filter ein Kalman-Filter mit einem Zustand größerer Länge ist.receiver according to claim 11, wherein the Kalman filter comprises a Kalman filter with a Condition of greater length. Empfänger nach Anspruch 11, bei dem der Kommunikationskanal eine digitale Teilnehmerleitung ist und der Analog-Digital-Wandler so konfiguriert ist, dass er die analogen Daten von der digitalen Teilnehmerleitung empfängt und in digitale Daten umwandelt.receiver according to claim 11, wherein the communication channel is a digital Subscriber line is configured and the analog-to-digital converter is that he receives the analog data from the digital subscriber line receives and converted to digital data. Computerlesbares Medium zum Verarbeiten von Daten, die von einer digitalen Teilnehmerleitung empfangen werden, wobei das computerlesbare Medium eine oder mehrere Sequenzen aus einer oder mehreren Anweisungen trägt, die, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass der eine oder die mehreren Prozessoren die folgenden Schritte ausführt/ausführen: Empfangen der Daten von der digitalen Teilnehmerleitung, wobei die übertragenen Daten auf eine beliebige Anzahl von Trägern moduliert sind und eine durch die digitale Teilnehmerleitung eingebrachte Verzerrung beinhalten; Bestimmen einer MMSE-Schätzung (MMSE = Minimum Mean Square Estimate = Schätzung mit kleinstem mittleren Quadrat) der Daten, wobei die MMSE-Schätzung eine Schätzung der Daten ist, bevor die Übertragung der Daten auf der digitalen Teilnehmerleitung erfolgt ist; und Verwenden der MMSE-Schätzung als Teil einer Zeitbereichsentzerrung, um die durch die digitale Teilnehmerleitung in die Daten eingebrachte Verzerrung zu kompensieren.A computer-readable medium for processing data received from a digital subscriber line, the computer-readable medium carrying one or more sequences of one or more instructions that, when executed by one or more processors, cause the one or more Processors perform the steps of: receiving the data from the digital subscriber line, wherein the transmitted data is modulated on an arbitrary number of carriers and includes a distortion introduced by the digital subscriber line; Determining an MMSE estimate (MMSE = Minimum Mean Square Estimate) of the data, wherein the MMSE estimate is an estimate of the data before the transmission of the data on the digital subscriber line has occurred; and using the MMSE estimate as part of a time domain equalization to compensate for the distortion introduced into the data by the digital subscriber line. Computerlesbares Medium nach Anspruch 14, bei dem das Bestimmen einer MMSE-Schätzung der Daten ein Verarbeiten der Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters beinhaltet.The computer readable medium of claim 14, wherein: determining an MMSE estimate the data processing of the data using a Kalman filter includes. Computerlesbares Medium nach Anspruch 15, bei dem das Verarbeiten der Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters ein Verarbeiten der Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters mit einem Zustand größerer Länge beinhaltet.The computer readable medium of claim 15, wherein: processing the data using a Kalman filter processing the data using a Kalman filter with a state of greater length. Computerlesbares Medium nach Anspruch 15, das weiter Anweisungen beinhaltet, die, wenn sie durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass der eine oder die mehreren Prozessoren, nach der Verwendung der MMSE-Schätzung zum Kompensieren der durch die digitale Teilnehmerleitung eingebrachten Verzerrung, die Daten von dem Zeitbereich in einen Frequenzbereich transformiert/transformieren, um Frequenzbereichsdaten zu erzeugen, und verbleibende Amplituden- und Phasenverzerrung aus den Frequenzbereichsdaten im Frequenzbereich entfernt/entfernen.The computer-readable medium of claim 15, further Instructions includes, when passing through one or more Processors executed , cause the one or more processors, after the use of the MMSE estimate to compensate for the introduced by the digital subscriber line Distortion, the data from the time domain into a frequency domain transform / transform to generate frequency domain data, and remaining amplitude and phase distortion from the frequency domain data removed / removed in the frequency domain. Computerlesbares Medium nach Anspruch 14, das weiter eine oder mehrere Anweisungen beinhaltet, die, wenn sie durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass der eine oder die mehreren Prozessoren die folgenden Schritte ausführt/ausführen: Bestimmen der MMSE-Schätzung der Daten unter Verwendung eines Kalman-Filters, und zwar durch: Bestimmen einer Anfangszustands- und einer Kovarianz-Schätzung für den Kalman-Filter, Bestimmen einer Zustandsschätzung und von Kovarianz-Vorhersagen, Bestimmen einer Innovationen-Kovarianz, Bestimmen einer Kalman-Verstärkung für den Kalman-Filter, Bestimmen einer aktualisierten Zustandsschätzung und Kovarianzmatrix, und Bestimmen einer Datenschätzung basierend auf der aktualisierten Zustandsschätzung.The computer readable medium of claim 14, further includes one or more instructions that, when provided by the running one or more processors cause that the one or more processors perform the following steps: Determine the MMSE estimate the data using a Kalman filter, by: Determine an initial state and a covariance estimate for the Kalman filter, Determine a state estimation and of covariance predictions, Determining an innovation covariance, Determine a Kalman reinforcement for the Kalman filter, Determining an updated state estimate and Covariance matrix, and Determining a data estimate based on the updated state estimate. Computerlesbares Medium nach Anspruch 18, bei dem der Kalman-Filter ein Kalman-Filter mit einem Zustand größerer Länge ist.The computer readable medium of claim 18, wherein: the Kalman filter is a Kalman filter with a state of greater length. Computerlesbares Medium nach Anspruch 18, das weiter eine oder mehrere zusätzliche Anweisungen beinhaltet, die, wenn sie durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass der eine oder die mehreren Prozessoren die folgenden Schritte ausführt/ausführen: nach der Verwendung der MMSE-Schätzung zum Kompensieren der Verzerrung in den Daten, Transformieren der Daten von dem Zeitbereich in einen Frequenzbereich, um Frequenzbereichsdaten zu erzeugen, und Entfernen von verbleibender Amplituden- und Phasenverzerrung aus den Frequenzbereichsdaten im Frequenzbereich.The computer readable medium of claim 18, further one or more additional Instructions includes, when passing through one or more Processors executed be cause the one or more processors the execute / execute the following steps: to the use of the MMSE estimate to compensate for the distortion in the data, transform the Data from the time domain to a frequency domain to frequency domain data and removing remaining amplitude and phase distortion from the frequency domain data in the frequency domain. Computerlesbares Medium nach Anspruch 20, das weiter eine oder mehrere zusätzliche Anweisungen beinhaltet, die, wenn sie durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass der eine oder die mehreren Prozessoren den Schritt ausführt/ausführen, verbleibende Amplituden- und Phasenverzerrung aus den Frequenzbereichsdaten im Frequenzbereich zu entfernen, indem eine Durchschnittswertbildung einer Sequenz von Trainingsdaten im Frequenzbereich erfolgt, um eine Verstärkungsdilatation und eine Phasendrehung festzulegen, die für jede QAM-Konstellation bei jedem Ton benötigt werden, und dann die Transformation auf jede Konstellation in der empfangenen und transformierten Datenübertragung angewendet wird.The computer readable medium of claim 20, further one or more additional Instructions includes, when passing through one or more Processors executed be cause the one or more processors the Perform / execute step, remaining Amplitude and phase distortion from the frequency domain data in Remove frequency range by averaging a sequence of training data in the frequency domain to a reinforcement dilatation and set a phase rotation needed for each QAM constellation at each tone, and then the transformation to every constellation in the received and transformed data transmission is applied. Computerlesbares Medium nach Anspruch 20, das weiter eine oder mehrere zusätzliche Anweisungen beinhaltet, die, wenn sie durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass der eine oder die mehreren Prozessoren den Schritt ausführt/ausführen, verbleibende Amplituden- und Phasenverzerrung aus den Frequenzbereichsdaten im Frequenzbereich zu entfernen, indem eine Frequenzantwort des Kalman-Filters bestimmt wird, und eine Übertragungsfunktion von den Daten, bevor die Übertragung der Daten auf der digitalen Teilnehmerleitung erfolgt ist, zu den von der digitalen Teilnehmerleitung empfangenen Daten bestimmt wird.The computer readable medium of claim 20, further one or more additional Instructions includes, when passing through one or more Processors executed be cause the one or more processors the Perform / execute step, remaining Amplitude and phase distortion from the frequency domain data in Remove frequency range by a frequency response of the Kalman filters is determined, and a transfer function of the Data before the transfer the data on the digital subscriber line is done to the determined by the digital subscriber line data is determined.